AWAKE 实验中间接测量质子束自调制的双屏测量装置

CERN 的 AWAKE 实验第一阶段的目标是测量长 $\sigma_z = 12\,\rm{cm}$ 的 SPS 质子束在穿过 $10\,\rm{m}$、等离子体密度为 $n_{pe}=7\times10^{14}\,\rm{electrons/cm}^3$ 的等离子体后，自调制成为微束团的过程。双屏测量装置是一种质子束诊断工具，它通过在等离子体末端下游的两个位置，对穿过等离子体后被横向等离子体尾场散焦的质子进行成像，从而间接证明质子束自调制的成功发展。本文描述了集成于 AWAKE 实验中的双屏测量装置的设计与实现。我们基于 2016 年 9 月和 10 月 AWAKE 束流调试期间使用未调制的 SPS 高斯质子束进行的测量，讨论了该系统的性能和本底响应。我们表明，该系统已完全调试完毕并适用于在 AWAKE 实验第一阶段期间，通过单次测量最终成像自调制 SPS 质子束的完整轮廓。